Manufacturing system evaluation based on IoT energy consumption model using simulation and mathematical method

2021 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17K06090
• Research Institution: Tokyo University of Science
• Principal Investigator: 日比野 浩典 東京理科大学, 理工学部経営工学科, 准教授 (70598359)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 生産システム / IoTエネルギ消費モデル / エネルギ原単位 / モデル化とシミュレーション

Outline of Annual Research Achievements

本研究では，生産ラインにおける単位製品あたりのエネルギ消費量（製造エネルギ原単位）を評価するモデル化とシミュレーション手法を開発する．また，生産ラインにおける単位製品あたりのエネルギ消費量（製造エネルギ原単位）を評価する数理手法を開発する．
平成29年度は、IoT環境下の生産設備のエネルギ消費を取得および利用するための「設備状態遷移に基づくエネルギ消費モデルの開発」、および、「シミュレーションシステムの提案と実装」を実施した。具体的には、「IoTエネルギ消費モデル」、「時刻の進行に伴う設備状態変化の模擬機能」、「評価時間分割単位によるスループット量を含む生産性情報を時刻付きでの生成機能」、および、「評価時間分割単位による消費エネルギ情報を時刻付きでの生成機能」を開発し、シミュレーションシステムに実装した。
平成30年度は、平成29年度に開発したシミュレーションシステムを、仮想的実データの生成システムとして捉え、様々な生産変動要因による生産システムの変動の傾向分析・評価を行った。ロットサイズと製造エネルギ原単位との定量的な関係性について明らかにした。
平成31年度・令和2年度は、生産変動要因と製造エネルギ原単位との関係性について、傾向分析・評価を行った。生産変動要因と製造エネルギ原単位との定量的な関係性について一部明らかにした。
令和３年度は、引き続き、不良品発生など生産変動要因と製造エネルギ原単位との関係性について、傾向分析・評価を行った。評価回数を増やし、分析精度を高めるために、新たにシミュレーションシステムを追加導入した。不良品発生など生産変動要因と製造エネルギ原単位との定量的な関係性について、明らかにした。